经过历时一年的艰苦攻关,中科院昆明植物研究所研究员高立志带领的植物种质资源、基因组学与生物信息学团队,运用新一代高通量测序技术以及高性能超算的生物信息学分析,对野生稻全基因组测序取得了阶段性重大成果。近日,他们已完成普通野生稻基因组高覆盖的序列测定、拼接和组装工作,并获得了普通野生稻全基因组从头测序的框架图,基因组图谱已达到国际领先的基因组图谱标准。这是我国科学家自主完成的第一个野生稻全基因组测序计划,也是世界上第一个完成的高杂合度野生稻全基因组框架图谱。
据高立志介绍,中国是亚洲栽培稻的起源地之一。普通野生稻是亚洲栽培稻的公认祖先种,蕴藏着许多我们尚未认识与利用的优异基因。由于它与栽培稻有着密切的亲缘关系,迄今,水稻常规育种取得的大多数突破无不与发掘利用野生稻的优异基因相关。例如,袁隆平等利用海南岛的一株雄性不育普通野生稻(野败)中的细胞质雄性不育基因,育成了闻名中外的杂交水稻。
在云南省自然科学基金重点项目、云南省高端科技人才项目、中科院“百人计划”海外杰出人才择优支持项目和中科院方向性重点项目的支持下,高立志等通过中国西南野生生物种质资源库先进的基因组学与生物信息学的平台研究表明,普通野生稻的基因组大小约为3.70亿个碱基对,含有的基因总数约为4.0万个,测序深度已达基因组大小的70倍,测序结果已覆盖92%的普通野生稻全基因组,基因覆盖度约为90%以上。目前,他们正在加紧绘制普通野生稻的基因组精细图谱。
继粳稻(日本晴)基因组的精细图谱获得和我国科学家自主测序完成籼稻(9311)基因组的框架图谱之后,该普通野生稻全基因组框架图谱的获得以及精细图谱的进一步绘制,不仅大大促进水稻重要功能基因的规模化解析与鉴定,为高通量地发掘利用普通野生稻丰富的优异基因资源提供了前所未有的机遇,还将有效推动我国水稻的品种改良和种质创新,使深入认识亚洲栽培稻的起源与驯化机制成为可能。
普通野生稻被列为中国的二级保护植物,在我国三种野生稻中濒危状况最为严重。云南是亚洲栽培稻的遗传多样性中心之一,云南普通野生稻全基因组框架图的完成,必将大大促进以丰富的稻种资源闻名于世的云南野生稻资源的研究与发掘利用,还将对云南丰富的野生植物种质资源的研究、保护与发掘利用产生深远影响。
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